具有催化功能的滤料用纳米纤维及其制备方法技术领域
本发明涉及一种具有催化功能的滤料用纳米纤维及其制备方法，属于烟尘滤料产品及其加工工艺技术领域。
背景技术
我国是燃煤大国，煤在燃烧的过程中会排放大量的有毒气体和粉尘等污染物。目前，我国控制燃煤火电厂燃烧粉尘颗粒排放的主要设备由以往的单纯电除尘器逐渐转变为以滤袋为核心的袋式除尘器或电袋复合除尘器，从而达到超低排放的要求。但是，随着国家环保标准对于粉尘排放浓度要求的进一步提高，袋式除尘器除尘效率也随之亟待进一步提高，虽然具体的政策没有出台，但是企业明确要求除尘效果达到超低超净排放，排放浓度控制在10毫克以下，对于滤料的选择和滤袋的加工是一项挑战。
中国专利文献CN101721855A公开了一种纳米纤维复合玻璃纤维过滤材料及其制备方法，其通过在玻璃纤维滤料表面结合一层纳米纤维，从而提高玻璃纤维滤料的过滤效率。在中国专利文献CN101721855A中所提及的玻璃纤维滤料仅涉及玻璃纤维滤纸这一种，催化分解氮氧化物是垃圾焚烧尾气处理中的必须步骤，而实际上由于玻璃纤维滤纸由于本身结构的缺点，不适宜加载分解氮氧化物的催化剂，只能另外设置氮氧化物分解催化剂载体，不仅增加了尾气处理设备的建设成本也增加了滤料和催化剂的维护作业量，导致纳米纤维面层过滤材料难以在实际应用中推广。
发明内容
本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种具有催化功能的滤料用纳米纤维及其制备方法，满足实际使用要求。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种具有催化功能的滤料用纳米纤维，其制造原料包括聚合物载体和催化剂粉末，通过熔融原料制成纳米纤维：
所述聚合物载体为聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种；
所述催化剂粉末包括以下质量份数的组分：三氧化钼0～1份、三氧化钨0～5份、五氧化二钒0～2份、二氧化钛80～85份。
作为上述技术方案的进一步优选，所述催化剂粉末包括以下质量份数的组分：三氧化钼0.5～1份、三氧化钨4～5份、五氧化二钒1～1.5份、二氧化钛80～85份；
且所述聚合物载体和所述催化剂粉末的质量比为100︰（2～8）。
作为上述技术方案的进一步优选，所述纳米纤维的纤维直径为1.00～3.33dtex。
作为上述技术方案的进一步优选，所述聚合物载体和所述催化剂粉末的质量比为100︰6。
所述的具有催化功能的滤料用纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、定量称取三氧化钼、三氧化钨、五氧化二钒、二氧化钛，然后放在一起研磨成粒径为0.1～10微米的粉末，并充分混合均匀，制得催化剂粉末；
步骤二、将步骤一制得的催化剂粉末与聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种材料母料混合均匀，然后送入设备中加热熔融，并使催化剂粉末均匀分散，制得预挤出料；
步骤三、将步骤二制得的预挤出料通过喷射器朝向集料板喷出制得纳米纤维，所述喷射器的喷嘴和所述集料板均为金属导体，且所述喷射器的喷嘴和所述集料板之间施加10～20万伏的静电场。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明所述的具有催化功能的滤料用纳米纤维，具有催化分解氮氧化物的功能，且附着性能好，催化分解性能不衰减；纤维强度能够满足织造性能要求。
附图说明
图1为本发明所述的具有催化功能的滤料用纳米纤维的制备方法的示意图；
图中：1为预挤出料，2为喷射器的喷嘴，3为集料板，4为电场电源。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
具体实施例1
本实施例所述具有催化功能的滤料用纳米纤维，其制造原料包括聚合物载体和催化剂粉末，通过熔融原料制成纳米纤维：
所述聚合物载体为聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种；所述纳米纤维的纤维直径为1dtex；
所述催化剂粉末包括以下质量份数的组分：三氧化钼0.7份、三氧化钨4.5份、五氧化二钒1.2份、二氧化钛82份；
且所述聚合物载体和所述催化剂粉末的质量比为100︰6。
如图1所示，为本实施例所述的具有催化功能的滤料用纳米纤维的制备方法的示意图，其包括以下步骤：
步骤一、定量称取三氧化钼、三氧化钨、五氧化二钒、二氧化钛，然后放在一起研磨成粒径为0.1～10微米的粉末，并充分混合均匀，制得催化剂粉末；
步骤二、将步骤一制得的催化剂粉末与聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种材料母料混合均匀，然后送入设备中加热熔融，并使催化剂粉末均匀分散，制得预挤出料；
步骤三、将步骤二制得的预挤出料通过喷射器朝向集料板喷出制得纳米纤维，所述喷射器的喷嘴和所述集料板均为金属导体，且所述喷射器的喷嘴和所述集料板之间施加10～20万伏的静电场。
具体实施例2
本实施例所述具有催化功能的滤料用纳米纤维，其制造原料包括聚合物载体和催化剂粉末，通过熔融原料制成纳米纤维：
所述聚合物载体为聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种；所述纳米纤维的纤维直径为3.33dtex；
所述催化剂粉末包括以下质量份数的组分：三氧化钼0.5份、三氧化钨5份、五氧化二钒1.5份、二氧化钛85份；
且所述聚合物载体和所述催化剂粉末的质量比为100︰2。
本实施例所述的具有催化功能的滤料用纳米纤维的制备方法与具体实施例1相同。
具体实施例3
本实施例所述具有催化功能的滤料用纳米纤维，其制造原料包括聚合物载体和催化剂粉末，通过熔融原料制成纳米纤维：
所述聚合物载体为聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种；所述纳米纤维的纤维直径为2dtex；
所述催化剂粉末包括以下质量份数的组分：三氧化钼1份、三氧化钨4份、五氧化二钒1份、二氧化钛80份；
且所述聚合物载体和所述催化剂粉末的质量比为100︰8。
本实施例所述的具有催化功能的滤料用纳米纤维的制备方法与具体实施例1相同。
对照实施例1～4
本实施例所述具有催化功能的滤料用纳米纤维，除所述聚合物载体和所述催化剂粉末的质量比有所变化外，其余部分与具体实施例3相同，所述聚合物载体和所述催化剂粉末的质量比见下表1：（表1中质量比即为所述聚合物载体和所述催化剂粉末的质量比；表1中催化性能是将制得的具有催化功能的滤料用纳米纤维针刺制成200克每平米的针刺毡，然后检测200℃时对氮氧化物的去除率。）
表1、聚合物载体和催化剂粉末的质量比的影响
由上表可知，所述聚合物载体和所述催化剂粉末的质量比为100︰6时，具有催化功能的滤料用纳米纤维的纤维强度和催化性能综合性最佳。
对照实施例5～8
本实施例所述具有催化功能的滤料用纳米纤维，除所述纳米纤维的纤维直径有所变化外，其余部分与具体实施例2相同，所述纳米纤维的纤维直径见下表2：（表2中纤维直径即为所述纳米纤维的纤维直径；表2中催化性能是将制得的具有催化功能的滤料用纳米纤维针刺制成200克每平米的针刺毡，然后检测200℃时对氮氧化物的去除率。）
表2、纳米纤维的纤维直径的影响
由上表可知，所述纳米纤维的纤维直径过小，纤维强度难以满足织造性能要求；所述纳米纤维的纤维直径过大，分解氮氧化物的催化性能急剧下降；所述纳米纤维的纤维直径为1.00～3.33dtex时，具有催化功能的滤料用纳米纤维的纤维强度和催化性能综合性最佳。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。